当前陆域活动断层研究的相关理论方法比较成熟,但针对海域的活动断层探测和研究还很缺乏。海域探测相较于陆域不同,一个突出的问题是由于水表和海底等强反射面的存在,地震记录中常伴随着多次波的干扰,严重影响记录的品质。如何分辨海域地震记录中的反射信息是来自于浅部反射层的多次波还是深部反射层的一次波,避免对地震资料的解释产生误判,是当今海域地震探测技术研究和发展的重点。另一个问题是近海与深海的构造复杂区往往存在倾斜界面,而倾斜界面多次波传播特征与水平界面存在差异,基于水平界面假设的传统多次波压制方法难以准确去除来自倾斜界面的多次波的影响,使得地震记录的信噪比降低。此外,由于海域地震勘探中,震源在水中激发和检波器在水中接收的特点,记录中通常存在伴随着反射波传播的鬼波,其与反射波间的时差较小,为有效波与噪声的区分带来了困难,降低了地震记录的品质。基于此,有效地模拟多次波及其鬼波、尤其是倾斜界面引起的多次波及其鬼波时距是进行多次波识别和压制的前提。本文结合海域实际地震记录及其采集方式,基于倾斜界面多次波及其鬼波时距解析,分别针对浅水和深水的构造复杂区的实际记录进行到时拾取、速度和界面参数估计,建立了简化的含倾斜界面的多层介质模型,进行时距正演模拟,拟合记录中出现的强能量同相轴。在正演模拟中,根据反射波传播路径,计算不同路径下反射波的均方根速度,对不同地层、不同阶次的水表多次波以及层间多次波进行了时距模拟,其模拟结果与实际记录相吻合。正演模拟有助于分辨反射波的成因,总结来自不同界面(包括倾斜界面)的多次波时距特征,尤其是对于周期性特征不明显、依靠经验识别难度较大的层间多次波和存在同相轴顶点偏移现象的倾斜界面的多次波。因此,利用正演模拟将有助于有效波的识别,提高地震资料的观测解释能力。其次,本文在多次波正演模拟的基础上,根据多层介质模型和实际采集参数,进行了鬼波的时距正演模拟。依靠鬼波时距解析,分析不同阶次的反射波与其伴随鬼波间的时差特征,总结倾斜界面与水平界面的反射波与其伴随鬼波间时差特征的差异及对称性;通过改变震源深度和接收点深度参数,模拟鬼波同相轴对其反射波同相轴的干扰,分析鬼波对海域地震记录的影响。在实际生产中可以通过正演模拟鬼波时距来指导选取最佳的震源深度、检波器沉放深度和观测系统,从而减小鬼波对于其反射波的干扰,提高记录的信噪比,方便于后续的资料处理解释工作。最后,本文在模型正演的基础上,将地层延伸来建立观测系统,正演模拟得到多炮记录的时距信息,再转换为地震道信息,人工合成多炮SEGY格式的理论海域地震记录。利用CGG地震数据处理软件对理论记录进行道集抽取、速度谱分析、动校拉平以及CMP水平叠加等常规地震数据处理、分析和解释,进一步认识不同界面多次波时距、速度及其造成的界面假象等特征,深化对海域地震资料中多次波叠后特征以及多次波与界面间相关性的认识和总结。在一般情况下,临近时间内的一次波与多次波存在着明显的速度差异,利用速度分析和动校正可以对一次波与多次波进行区分;利用理论地震记录的叠加剖面结果,结合正演模拟的理论分析,可以依靠水平界面出现的周期性和倾斜界面倾角间的关系更直观地分辨多次波,有效地分析叠加剖面中各界面间的关系,更直观地分析地层假象与界面间的联系,为多次波的识别和预测提供理论依据。此外,本文还基于多次波时距解析,考虑震源深度和接收点深度参数,对人工合成的海域理论炮集记录进行了二维时距反演,给出了地层的法向深度、速度及倾角等信息。对比模型参数,发现此方法可以提高反演精度,优化基于实际地震记录建立模型的过程。综上所述,本研究将多次波及其鬼波时距模拟与常规地震资料处理工作结合起来,分析认识海域地震记录中多次波及其鬼波的叠前和叠后特征。研究结果将有利于海域地震记录中多次波及其鬼波的有效识别和预测,提高海域地震资料观测、处理和解释的精度,进而为海域活动构造的探测研究提供一定的帮助,对海域地震勘探具有重要的实际意义。